안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 엘리베이터는 어떤 방식으로 구동되고 움직이는지 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.승강기는 구동 기술에 따라 견인 구동강제 구동유압 구동으로 구분이 됩니다. 승강로 맨 꼭대기에는 기계실이라는 곳이 있습니다. 이 기계실 내에는 권상기라는 기계장치가 있습니다 여기에 도르래가 설치되어 전동기에 의해 회전하는데 이 도르래의 홈에 와이어로프가 3가닥 이상 감겨있고 한쪽에는 카(Car)라고 부르는 사람이 타거내리는 룸이 있고 다른 한쪽 끝에는 카의 무게에 타는 사람의 무게 평균을 더한 무게와 대응하는 균형추(Counter weight)가 달려있습니다 도르래를 기준으로 두 힘이 반대 방향으로 작용하고 있기 때문에 카의 무게와 균형추의 무게를 같게 하면 알짜 힘이 0에 가까워지기 때문에 적은 힘으로도 도르래를 돌릴 수 있어 전동기의 용량이 적어도 되고 소비전력도 적어지는 이점이 있습니다. 그런데 이 두 힘이 똑같아지는 경우가 매우 드뭅니다. 일단은 카의 무게가 정해지면 반대편에 카의 무게와 동일한 무게의 균형추를 설치하여 힘의 평형을 유지합니다. 카에 평균적으로 타는 비율을 고려하여 정격하중의 절반 정도의 무게를 균형추에 더해 달아주는데 이를 오버밸런싱이라합니다. 따라서, 엘리베이터에 탑승할 수 있는 최대 정원의 절반 이하가 탔을 경우에는균형추의 무게만으로 카를 끌어당겨 올릴 수 있습니다. 또한양쪽 의 무게가 불균형딜지라도 각 층에 정확히 정지하고 그 정지 상태를 유지하는 것은 권상기에 있는 브레이크에 의해서입니다. 운전 중에는 전동기의 회전력에 의해 카의 운전이 조절되고 정지 시에는 브레이크의 작동으로 정지 상태를 유지하는데 이 전동기와 브레이크의 연동 체계는 같은 기계실에 있는 엘리베이터의 두뇌라고 할 수 있는 제어반에 의해 조절되기 때문입니다. 이와 같이 엘리베이터의 구조에도 과학적 원리가 적용되어 있습니다
기계공학
Q. 레이저로 미사일 격추 가능성이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.레이져로 격추하는 점에서 가장 중요한 부분은순간적인 레이져 출력입니다.폭발적인 출력으로 순간 에너지를 방사해야목표물을 녹이고 폭파 가능하니까요목표물의 속도는 크게 중요치 않습니다.극초음속은 마하 5이상즉 음속의 5배이상을 극초음속 이라하는데요일반 탄도미사일은 높이 올랐다가하강하는 방식으로 궤적계산방식으로요격하기에 비교적 쉽습니다만극초음속은 일단 빠르게 상승 후활공체가 분리 후대기층 상부에서혼란기동(이리저리 움직임)을 하므로일반 요격미사일 로는요격이 쉽지 않습니다.속도또한 빠르다보니 더욱 가까운 거리에서요격해야할 상황이되므로결국 레이져 외엔 요격이 않을 것입니다.다만 극초음속 마하 5라 하더러도광속에 비하면광속 초속 300,000 ÷ 초속 340×5 광속이 약 170배 이상의속도 우위를 지니기에레이다 탐지기술의 향상이 받쳐 준다면요격 가능성은 더 높아지겠습니다
기계공학
Q. 크루즈선박은 일반 여객선보다 건조비용(1톤 기준)이 얼마나 더 많이 들어가나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비교 대상이 모호하여 찾아보긴 힘들고크루즈의 건조비용은 시기에 따라 다르겠지만최근 선박 건조비용이도크 부족에 따른 문제 및 수요증가로 인해상당히 올라가있고아직도 더 상승할 예정입니다.탄소배출 관련해서 톤세제도 감당하려면일반 선박유가 아닌 수소나 암모니아 LNG 형식으로 기본적을 틀을 만들어야 하고크루즈 선은그 외에인터리어 의장 비용이건조비용의 48~51프로 까지 차지하기에비용은 인테리어 의 수준에 따라 또 달라진다 하겠습니다.최근에 나온 지상 최대의 크루즈, 타이나닉의 5배라는아이콘 오브 더 스즈 ( Icon of the seas ) 가2024년 초에 첫출항을 하였으니 그배를 기준을 해본다면250000 t ( 25만톤0건조비용 20억 달러 ( 현재환율로 약 2조 7540억 ) 이니톤당 건조비용이라면 2,754,000,000,000 / 250000 = 11,016,000 원/ 톤톤당 1천 백만원 수준 건조비용이 드네요
기계공학
Q. 냉장고는 어떻게 해서 찬 공기를 만들어낼수 있는 건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.냉장고나 에어콘이나 사실 원리는 같습니다.용도에 따라 안에 사용하는 냉매가 다르며뽑아내야 하는 열의 양과 뽑아내야 하는 속도가 다르기에목적에 따른 형태가 다를 뿐입니다.냉매(열을 전달하기위한 열교환용 유체)의 흐름은4단계로 나뉘는데증발 - 압축 - 응축 - 팽창 의 과정이 계속 반복되고그 반복의 과정 중에서 증발 과정이 열을 뽑아내서 찬공기를 만드는 과정입니다.냉장고 내부에서 순환하는 냉매가 증발과정을 일으키려면냉장고 내부의 열을 흡수해서 증발에 필요한 증발잠열을 얻어야하는데요.실내공기 흡수하여 증발코일을 통해 열을 뺏고그렇게 냉매가 열을 흡수하면서 기화하는데그러면 그 코일이 아주 차가워 집니다그 코일을 통해 바람을 다시 불어주면서 냉장고 안으로 냉기를 불어주고요이렇게 열흡수한 냉매가 기체가 되었기에다시 사용하기 위해냉매을 액체상태로 만들어야 하는데그러려면 높은 압력과 높은 온도로 다시 응축 시켜야합니다.이때 냉장고 뒤편 하부의 압축기가 그 일을 하는데요압축기가 냉매를 고온 고압으로 펌프질 하면그 냉매는 냉장고 뒷편 방열판이 있는 곳을 지나면서 냉각을 시키면이 냉매는 고온고압의 기체에서고온고압의 액체로 변합니다.고온고압의 액체는 액체이나 다시 실내의 열을 뽑아낼 수 있는 상황이 아니기에팽창밸브라는 장치를 통고하면서단열팽창을 시킵니다.그렇게되면 냉매는 저온저압의 액체로 변하게 되며그 액체는 열만 받으면 다시 증발하기 쉬운 조건이 완성됩니다.그럼 처음과 같이냉장실 내부 공기 순환파트로 냉매가 이송되면다시 내부 공기에서 열을 흡수하고~ 냉풍을 불어주며다시 기체로 변하고그것이 다시 압축기로 갑니다이 과정의 순환으로 냉풍을 만들어 내는 거지요.에어콘도 실내기 코일에서 증발 과정이 일어나는 것이므로원리는 동일하다 보시면 되겠습니다좋은하루 되세요~
기계공학
Q. 프로그래밍 학습에서 가장 중요한 기본 개념은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하신변수/ 조건문/ 반복문/ 함수 등의 개념을 배우는게 가장 기초이자 기본이고 중요합니다.그 다음이 어떤 언어로 프로그래밍 할 것인지 언어를 선택하는 게 중요한 결정이겠지요.거기서 시작점은내가 어떤걸 만들고 싶은가를 명확히 아셔야 합니다.만들고 싶은 프로그램마다 프로그램 언어가 다르니까요홈페이지를 만들것인가? 어플을 만들것인가? 소프트웨어를 개발할 것인가? 어떤 플랫폼을 개발할 것인가?그에 따른 적정 언어부터 선택하신후한가지 언어만 마스터 한다 생각하시고 방향을 잡으셔야합니다.한가지 언어를 마스터하면나머지는 형식이나 언어가 비슷하고 겹치는 부분이 상당수 이기에금방 따라갈 수 있습니다.선택한 언어의 문법과 기능을 숙지하는 게 중요 포인트 입니다.인터넷 온라인 강의로 언어의 문법과 개념을 배우는 것도 좋고오픈 소스 프로젝트에 참여하여 실제 프로젝트에 기여하면서코딩실력 향상을 꾀 할수도 있습니다.